Блок управления горелочным устройством для сжигания газожидкостных смесей
# Авиастроение
# Авиация и космонавтика
# Атомная промышленность
# Вузы
# Добывающая промышленность
# Железнодорожная отрасль
# Коммунальное хозяйство
# Контрольно-измерительные системы
# Лабораторные измерения
# Машиностроение
# Нефтегазовая промышленность
# Обработка драгоценных металлов
# Образование и наука
# Производство строиматериалов
# Сельское хозяйство
# Судостроение
# Транспорт
# Электроэнергетика
# Энергетика
Блок управления горелочным устройством для сжигания газожидкостных смесей
Виктор Пальгов
В статье рассматривается применение контроллеров FASTWEL I/O в системе автоматического управления горелочным устройством для сжигания газожидкостных смесей.ВСТУПЛЕНИЕ
Машиностроительное предприятие, занимающееся производством технологических узлов и блоков заводской готовности для нефтегазового рынка, всегда должно стремиться выпускать изделия, наиболее полно удовлетворяющие запросы покупателей, в идеале – реализовывать свою продукцию, что называется под ключ, предъявляя заказчику оборудование, полностью готовое к эксплуатации. Из этих побуждений завод «Газпроммаш» выстраивает стратегию деятельности: осуществлять полный цикл производства – от разработки проектной и конструкторской документации до монтажных и пусконаладочных работ на объекте, включая средства автоматизации и программного обеспечения. Стремясь расширить ассортимент выпускаемой продукции и освоить новые рынки сбыта, завод «Газпроммаш» активно осваивает производство оборудования для нефтегазодобывающих предприятий и газоконденсатных промыслов. Одним из таких изделий стала горизонтальная горелочная установка для сжигания некондиционных газов, промышленных стоков и газожидкостных смесей, дальнейшая переработка которых невозможна или экономически нецелесообразна (рис. 1). Условия эксплуатации подобных установок определяют жёсткие требования к составу контрольно-измерительного оборудования и системе локальной автоматики горелки.
Рис. 1. Макет горелочной установки и её практическая реализация
ВЫБОР ПЛАТФОРМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ
Перед специалистами завода стояла непростая задача. С одной стороны, требовалось обеспечить необходимый уровень безотказности системы локальной автоматики, принимая во внимание и жёсткие условия эксплуатации, и необходимость реализации надёжного дистанционного управления. С другой стороны, нужно было избежать избыточности технических средств, отдавая при этом приоритет изделиям отечественных производителей. В результате проведённого анализа рынка промышленных контроллеров, как российского производства, так и зарубежного, выбор пал на модульный программируемый логический контроллер для жёстких условий эксплуатации FASTWEL I/O производства российской фирмы «ФАСТВЕЛ ГРУПП».АРХИТЕКТУРА И СОСТАВ ОБОРУДОВАНИЯ
Несмотря на то что система локальной автоматики имеет классическую структуру «датчики – контроллер – исполнительные устройства», отраслевая специфика накладывает свои особенности, и законченное устройство существенно отличается от подобного оборудования общепромышленного исполнения, в первую очередь, требованиями к оборудованию для работы во взрывоопасных зонах, поэтому все компоненты блока управления заключены во взрывонепроницаемую оболочку. Структурная схема блока управления факелом приведена на рис. 2. В базовом исполнении аппаратный состав контроллера FASTWEL I/O определяется конструкцией и назначением горелочного устройства. Для обеспечения контроля и управления факелом в составе контроллера используются следующие модули:- программируемый контроллер узла сети CPM713-01;
- модуль подключения источника питания 24 В OM751-01;
- модуль дискретного вывода DIM719- 01;
- модуль дискретного ввода DIM762- 01;
- модуль аналогового ввода AIM723-01;
- модуль релейного вывода DIM713-01;
- модуль оконечной нагрузки шины OM750-01.
Рис. 2. Структура блока управления факелом
- измерение давления топливного газа;
- регистрация сигнала от датчика-реле контроля пламени;
- управление трансформатором розжига;
- управление аварийным оповещателем;
- обмен информацией с системой верхнего уровня автоматизации;
- приём сигналов от кнопок управления и индикация состояния блока.
- индикация автоматического режима работы;
- индикация наличия питания блока;
- аварийный сигнал отсутствия пламени;
- аварийный сигнал низкого давления топливного газа;
- индикация включения розжига.
Рис. 3. Внешний вид и конструктивное исполнение блока управления факелом
АЛГОРИТМ РАБОТЫ СИСТЕМЫ
Конструкция блока и программное обеспечение контроллера позволяют управлять горелкой как с помощью местных органов управления, так и дистанционно с центрального пункта, объединяющего несколько факельных установок. Дистанционное управление блоком осуществляется путём обмена данными по волоконно-оптическому кабелю в протоколе Modbus TCP. Подключение одномодового волоконно-оптического канала связи к коммуникационному порту контроллера реализовано с помощью медиаконвертера MOXA IMC-21. После получения команды на запуск процесса сжигания газожидкостных продуктов контроллер выполняет алгоритм розжига горелки, отслеживая давление топливного газа и сигнала от датчика-реле контроля пламени. В случае нескольких неудачных попыток розжига включается аварийный оповещатель. Если розжиг прошёл успешно, контроллер переключается в рабочий режим горения. Как видно из описания, алгоритмы блока управления факелом достаточно просты и для первого знакомства с системой FASTWEL I/O вполне показательны. А то обстоятельство, что программное обеспечение для FASTWEL I/O создаётся в среде разработки CODESYS, дополненной пакетом адаптации прикладных программ, способствует ускоренному освоению новой для специалиста линейки контроллеров по сравнению с аналогичными ПЛК, производители которых предпочли разрабатывать собственные среды программирования.
Рис. 4. Модуль контроллера FASTWEL I/O CPM713